Das Mikrobiom ist überall
Mikroorganismen kommen auf unserer Welt nahezu überall vor. Sie besiedeln extreme Standort wie heiße Quellen in der Tiefsee, die Oberfläche von Schnee genauso wie den Verdauungsextrakt von Tieren, die Wurzeln von Pflanzen und technische Systeme wie Biogasanlagen oder Kläranlagen. Sie tragen zu biogeochemischen Prozessen bei und sind Akteure in den natürlichen Stoffkreisläufen. Allerdings sind Mikroorganismen auch Verursacher von Krankheiten. Dabei leben Mikroorganismen meistens in mikrobiellen Lebensgemeinschaften, dem Mikrobiom, das durch vielfältige Interaktionen zwischen den Mikrorganismen, aber auch mit ihrer Umwelt wie Pflanzen und Tieren gekennzeichnet ist.
Mikrobiologischen Forschung war lange Zeit darauf ausgerichtet, nützliche und schädliche Mikroorganismen aus der Umwelt zu isolieren und zu beschreiben. Diese Arbeiten sind sehr wertvoll, aber liefern nur bedingt Erkenntnisse über die beschriebenen Interaktionen. Deshalb wird heute das Mikrobiom als Ganzes untersucht. Dafür wird meist die Metagenomsequenzierung eines Mikrobioms (Metagenom = Gesamtheit aller Genome eines Mikrobioms) eingesetzt. Derartige Daten bilden die strukturelle Zusammensetzung und das genetische Potential eines Mikrobioms ab, zeigen aber nicht, welche Gene tatsächlich exprimiert werden. Die Metaproteomik bestimmt die Gesamtheit aller Proteine (Metaproteom) und liefert basierend auf den Proteinen wichtige Informationen zu den tatsächlich ablaufenden Prozessen.
De AG Mikrobielle Gemeinschaften beschäftigt sich hauptsächlich mit der Metaproteomik von Mikrobiomen in technischen Habitaten wie Biogasanlagen, Kläranlagen oder Biofiltern, aber auch in biotechnologischen Prozessen wie der Algenkultivierung. Dafür wird hochauflösende Massenspektrometrie eingesetzt. Darüberhinaus werden Bakterien aus Mikrobiomen isoliert und mit MALDI-TOF identifiziert.
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